TWI746232B - 封裝結構及其製作方法 - Google Patents

Abstract

一種封裝結構，包括一線路板以及一發熱元件。線路板包括多層線路層以及一複合材料層。複合材料層的導熱率介於450 W/mK至700 W/mK之間。發熱元件配置於線路板上，且電性連接至線路層。發熱元件所產生的熱透過複合材料層而傳遞至外界。

Description

封裝結構及其製作方法

本發明是有關於一種半導體結構及其製作方法，且特別是有關於一種封裝結構及其製作方法。

在逐層互連(Every Layer Interconnection Count,ELIC)電路板結構中，線路層較難具備散熱或導熱效果。為了解決上述的問題，目前可藉由1.)電鍍銅方式來形成導熱墊(Thermal pad)/條(bar)/通孔(x-via)；2.)內埋銅塊；3.)採用金屬核心(Metal core)等方式將熱源由垂直方向(即Z方向)導出。其中，以電鍍銅形成導熱墊/條/通孔，其導熱路徑尺寸受限於電鍍能力。再者，內埋銅塊是藉由銅塊將熱導至垂直方向，不適用於介層厚度太薄的結構。此外，使用金屬作為核心層材料，雖然也可為水平熱傳，但也是需要藉由盲孔將熱源導至下層金屬核心，屬非直接接觸式導熱。也就是說，對於多層板結構而言，垂直方向熱傳路 徑會被其他層別阻隔，無法大面積與外部接觸，其熱源將被侷限在板中心，導致散熱效果有限。

本發明提供一種封裝結構，其具有較佳的導熱效果。

本發明還提供一種封裝結構的製作方法，用以製作上述的封裝結構，可具有較佳的導熱效果。

本發明的封裝結構，包括一線路板以及一發熱元件。線路板包括多層線路層以及一複合材料層。複合材料層的導熱率介於450W/mK至700W/mK之間。發熱元件配置於線路板上，且電性連接至線路層。發熱元件所產生的熱透過複合材料層而傳遞至外界。

在本發明的一實施例中，上述的複合材料層包括一第一材料以及一第二材料。第一材料的導熱率大於第二材料的導熱率。

在本發明的一實施例中，上述的第一材料為石墨烯，而第二材料為銅。

在本發明的一實施例中，上述的多層線路層包括一內層線路層、至少一第一增層線路層以及至少一第二增層線路層。線路板包括一核心基材、一第一增層結構以及一第二增層結構。核心基材包括一核心層、複合材料層以及內層線路層。複合材料層以及內層線路層分別位於核心層的相對兩側。第一增層結構配置 於核心基材的一側，且包括至少一第一介電層、至少一第一增層線路層以及一開口。第一介電層位於第一增層線路層與複合材料層之間。開口從第一增層線路層延伸至複合材料層，且暴露出部分複合材料層。發熱元件配置於開口內。第二增層結構配置於核心基材的另一側，且包括至少一第二介電層及第二增層線路層。第二介電層位於第二增層線路層與內層線路層之間。

在本發明的一實施例中，上述的封裝結構還包括一絕緣膠層以及一電性連接層。絕緣膠層配置於開口與發熱元件之間。發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面以及連接主動面與背面的一周圍表面，且包括位於主動面的一第一電極及一第二電極。絕緣膠層覆蓋發熱元件的背面與周圍表面。發熱元件透過絕緣膠層接觸複合材料層。電性連接層連接第一增層線路層與發熱元件的第一電極以及連接第一增層線路層與發熱元件的第二電極。電性連接層暴露出發熱元件的部分主動面及第一增層結構的部分第一介電層。

在本發明的一實施例中，上述的封裝結構還包括一導電通孔，貫穿第一增層結構的第一介電層、核心基材的核心層以及第二增層結構的第二介電層，且電性連接第一增層線路層及第二增層線路層。

在本發明的一實施例中，上述的發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面且包括位於主動面的一第一電極與一第二電 極。複合材料層包括彼此分離的一第一複合材料部與一第二複合材料部。第一電極與第一複合材料部結構性且電性連接。第二電極與第二複合材料部結構性且電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的封裝結構還包括一第三增層結構以及一第四增層結構。第三增層結構配置於第一增層結構上，且電性連接至第一增層線路層。第四增層結構配置於第二增層結構上，且電性連接至第二增層線路層。

在本發明的一實施例中，上述的線路層包括一第一線路層、一第二線路層以及一第三線路層。線路板具有一貫孔且還包括一核心基材、一第一增層結構、一第二增層結構以及一導電連接層。核心基材包括一核心介電層以及位於核心介電層相對兩側的第一線路層與第二線路層。第一增層結構配置於核心基材的第一線路層上。第一增層結構包括一第一介電層與複合材料層。第一介電層位於複合材料層與第一線路層之間。第二增層結構配置於核心基材的第二線路層上。第二增層結構包括一第二介電層與第三線路層。第二介電層位於第二線路層與第三線路層之間，且貫孔貫穿第一增層結構、核心基材以及第二增層結構。導電連接層配置於貫孔的內壁且電性連接至複合材料層、第一線路層、第二線路層以及第三線路層。

在本發明的一實施例中，上述的封裝結構還包括一防焊層，配置於線路板上，且位於發熱元件與複合材料層之間。防焊 層填滿貫孔，且覆蓋導電連接層、複合材料層與第三線路層，並暴露出部分複合材料層與部分第三線路層。

在本發明的一實施例中，上述的發熱元件配置於防焊層所暴露出的複合材料層上。發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面且包括位於主動面的一第一電極與一第二電極。複合材料層包括彼此分離的一第一複合材料部與一第二複合材料部。第一電極與第一複合材料部結構性且電性連接，而第二電極與第二複合材料部結構性連接。

本發明的封裝結構的製作方法，其包括以下步驟。提供一線路板。線路板包括多層線路層以及一複合材料層，其中複合材料層的導熱率介於450W/mK至700W/mK之間。配置於一發熱元件於線路板上。發熱元件電性連接至線路層，其中發熱元件所產生的熱透過複合材料層而傳遞至外界。

在本發明的一實施例中，上述的複合材料層包括一第一材料以及一第二材料。第一材料的導熱率大於第二材料的導熱率。

在本發明的一實施例中，上述的第一材料為石墨烯，而第二材料為銅。

在本發明的一實施例中，上述的線路層包括一內層線路層、至少一第一增層線路層以及至少一第二增層線路層。提供線路板的步驟，包括提供一核心基材。核心基材包括一核心層、複合材料層以及內層線路層。複合材料層以及內層線路層分別位於 核心層的相對兩側。形成一第一增層結構於核心基材的一側。第一增層結構包括至少一第一介電層以及第一增層線路層。第一介電層位於第一增層線路層與複合材料層之間。形成一開口從第一增層線路層延伸至複合材料層，且暴露出部分複合材料層。形成一第二增層結構於核心基材的另一側。第二增層結構包括至少一第二介電層及第二增層線路層。第二介電層位於第二增層線路層與內層線路層之間。

在本發明的一實施例中，上述的封裝結構的製作方法還包括以下步驟。於形成開口之後，且於配置發熱元件於線路板上之前，提供一絕緣膠層於開口內。配置發熱元件於開口內。發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面以及連接主動面與背面的一周圍表面，且包括位於主動面的一第一電極及一第二電極。絕緣膠層覆蓋發熱元件的背面與周圍表面。發熱元件透過絕緣膠層接觸複合材料層。形成一電性連接層以連接第一增層線路層與發熱元件的第一電極以及連接第一增層線路層與發熱元件的第二電極。電性連接層暴露出發熱元件的部分主動面及第一增層結構的部分第一介電層。

在本發明的一實施例中，上述的封裝結構的製作方法還包括形成一導電通孔以貫穿第一增層結構的第一介電層、核心基材的核心層以及第二增層結構的第二介電層。導電通孔電性連接第一增層線路層及第二增層線路層。

在本發明的一實施例中，上述的配置發熱元件於線路板上的步驟，包括：將發熱元件配置於開口中。發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面且包括位於主動面的一第一電極與一第二電極。複合材料層包括彼此分離的一第一複合材料部與一第二複合材料部。第一電極與第一複合材料部結構性且電性連接。第二電極與第二複合材料部結構性且電性連接。

在本發明的一實施例中，上述的封裝結構的製作方法，還包括：於形成第一增層結構之後，形成一第三增層結構於第一增層結構上。第三增層結構電性連接至第一增層線路層。於形成第二增層結構之後，形成一第四增層結構於第二增層結構上。第二增層結構電性連接至第二增層線路層。

在本發明的一實施例中，上述的線路層包括一第一線路層、一第二線路層以及一第三線路層。提供線路板的步驟，包括提供一核心基材。核心基材包括一核心介電層以及位於核心介電層相對兩側的第一線路層與第二線路層。形成一第一增層結構於核心基材的第一線路層上。第一增層結構包括一第一介電層與複合材料層。第一介電層位於複合材料層與第一線路層之間。形成一第二增層結構於核心基材的第二線路層上。第二增層結構包括一第二介電層與第三線路層。第二介電層位於第二線路層與第三線路層之間。形成一貫孔以貫穿第一增層結構、核心基材以及第二增層結構。形成一導電連接層於貫孔的內壁且電性連接至複合 材料層、第一線路層、第二線路層以及第三線路層。

在本發明的一實施例中，上述的封裝結構的製作方法還包括於配置發熱元件於線路板上之前，形成一防焊層於線路板上。防焊層填滿貫孔，且覆蓋導電連接層、複合材料層與第三線路層，並暴露出部分複合材料層與部分第三線路層。

在本發明的一實施例中，上述的配置發熱元件於線路板上的步驟，包括配置發熱元件於防焊層所暴露出的複合材料層上。發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面且包括位於主動面的一第一電極與一第二電極。複合材料層包括彼此分離的一第一複合材料部與一第二複合材料部。第一電極與第一複合材料部結構性且電性連接。第二電極與第二複合材料部結構性連接。

基於上述，在本發明的封裝結構的設計中，線路板包括導熱率介於450W/mK至700W/mK之間的複合材料層，而發熱元件所產生的熱可透過複合材料層而傳遞至外界。也就是說，本發明的封裝結構是透過導熱率大於銅(400W/mK)的複合材料層，來將發熱元件所產生的熱以水平方向傳導至外界，因此除了可更快速地將熱導出之外，還可具有較佳的散熱效率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100a、100b、100c、100d:封裝結構

110a、110b、110c、110d:線路板

111a、111b:核心層

111d:核心介電層

112a、112b、112c、112c’、112d、112d’:複合材料層

112c1、112d1:第一複合材料部

112c2、112d2:第二複合材料部

113a1、113b1、113c4、113d1:第一介電層

113a2、113b2、113c5、113d2:第二介電層

113a3、113a4、113b3、113b4、113c1、113c2、113c3、113c6、113c7:介電層

114a1、114b1:內層線路層

114a2、114a2’、114b2、114c4:第一增層線路層

114a3、114b3、114c5:第二增層線路層

114a4、114a6、114b4、114b6、114c1、114c2、114c3、114c3、114c3’、114c6、114c7:線路層

114d1:第一線路層

114d2:第二線路層

114d3、114d3’:第三線路層

114a5、114b5、114b7、114b9、114c8:導通孔

115a、115c:開口

117a1、117a2、117b、117c、119c1、119c2、119c3:導電通孔

120:絕緣膠層

130a、130c、130d:發熱元件

131:主動面

132a1、132c1、132d1:第一電極

132a2、132c2、132d2:第二電極

133:背面

135:周圍表面

140:電性連接層

150:導電連接層

160:防焊層

B11、B11’、B12、B13、B14:第一增層結構

B21、B22、B23、B24:第二增層結構

B31、B32、B33:第三增層結構

B41、B42、B43:第四增層結構

C1、C2、C3、C4:核心基材

T:貫孔

圖1A至圖1G是依照本發明的一實施例的一種封裝結構的製作方法剖面示意圖。

圖2A至圖2B是依照本發明的另一實施例的一種封裝結構的製作方法局部步驟的剖面示意圖。

圖3A至圖3E是依照本發明的另一實施例的一種封裝結構的製作方法剖面示意圖。

圖4A至圖4D是依照本發明的另一實施例的一種封裝結構的製作方法剖面示意圖。

圖1A至圖1G是依照本發明的一實施例的一種封裝結構的製作方法剖面示意圖。關於本實施例的封裝結構的製作方法，首先，請參考圖1A，提供一核心基材C1。核心基材C1包括一核心層111a、複合材料層112a以及內層線路層114a1。複合材料層112a以及內層線路層114a1分別位於核心層111a的相對兩側。此處，複合材料層112a的導熱率例如是介於450W/mK至700W/mK之間，其中複合材料層112a包括一第一材料以及一第二材料，且第一材料的導熱率大於第二材料的導熱率。較佳地，第一材料例如為石墨烯，而第二材料例如為銅。換言之，本實施例的複合材料層112a的導熱率大於銅的導熱率(400W/mK)。此外，複合材料層112a的電阻率(2 X 10^-8Ωm)比銅的電阻率(1.7 X 10^-8 Ωm)低，意即複合材料層112a具有導電的能力。複合材料層112a的熱膨脹係數(Coefficient of Thermal Expansion，CTE)與銅相似，約略等於16ppm/℃至17ppm/℃，而硬度約為71Hv至75Hv。複合材料層112a是以脈衝反電鍍(Pulse Reverse Electrodeposition，PRED)的方式製成。

接著，請參考圖1B，以壓合法(Lamination)形成一第一增層結構B11及一第二增層結構B21分於核心基材C1彼此相對的兩側。第一增層結構B11包括至少一第一介電層(示意地繪示一個第一介電層113a1)以及至少一第一增層線路層(示意地繪示一個第一增層線路層114a2)，其中第一介電層113a1位於第一增層線路層114a2與複合材料層112a之間。第二增層結構B21包括至少一第二介電層(示意地繪示一個第二介電層113a2)、第二增層線路層(示意地繪示一個第二增層線路層114a3)及至少一導電通孔(示意地繪示一個導電通孔117a1)，其中第二介電層113a2位於第二增層線路層114a3與內層線路層114a1之間，且第二增層線路層114a3透過導電通孔117a1與內層線路層114a1電性連接。換言之，此處的多層線路層包括內層線路層114a1、第一增層線路層114a2以及第二增層線路層114a3，其中內層線路層114a1的材質、第一增層線路層114a2的材質以及第二增層線路層114a3的材質例如是銅。至此，已提供包括多層線路層以及複合材料層112a的線路板110a。較佳地，如圖1B所示，本實施例的複合材料層 112a的厚度大於內層線路層114a1的厚度、第一增層線路層114a2的厚度以及第二增層線路層114a3的厚度。

接著，請同時參考圖1B與圖1C，對第一增層結構B11進行一曝光、顯影及蝕刻等微影程序，而形成暴露出部分第一介電層113a1的圖案化的第一增層線路層114a2’，以及從第一增層線路層114a2’延伸至複合材料層112a，且暴露出部分複合材料層112a的開口115a。

接著，請參考圖1D，提供一絕緣膠層120於開口115a內。此處，絕緣膠層120直接位於開口115a所暴露出的複合材料層112a上。絕緣膠層120於此具有黏著與絕緣的效果。

接著，請參考圖1E，配置發熱元件130a於開口115a內。詳細來說，發熱元件130a具有彼此相對的一主動面131與一背面133以及連接主動面131與背面133的一周圍表面135，且包括位於主動面131的一第一電極132a1及一第二電極132a2。發熱元件130a以主動面131朝上的方式配置於開口115a中，且透過絕緣膠層120而固定於開口115a內。此處，絕緣膠層120覆蓋發熱元件130a的背面133與周圍表面135，而發熱元件130a透過絕緣膠層120接觸複合材料層112a。發熱元件130a可例如是一電子晶片或一光電元件，但並不以此為限。其中，電子晶片可以是一積體電路晶片，其例如為一繪圖晶片、一記憶體晶片、一半導體晶片等單一晶片或是一晶片模組。光電元件例如是一發光二極體 (LED)、一雷射二極體或一氣體放電光源等。當然，發熱元件130a也可以是任何發熱之物件如運轉中之馬達或加熱器等。在此，發熱元件130a是以一半導體晶片作為舉例說明。

接著，請參考圖1F，形成一電性連接層140以連接第一增層線路層114a2’與發熱元件130a的第一電極132a1以及連接第一增層線路層114a2’與發熱元件130a的第二電極132a2。電性連接層140暴露出發熱元件130a的部分主動面131以及第一增層結構B11’的部分第一介電層113a1。此處，發熱元件130a已配置於線路板110a上，且透過電性連接層140電性連接至線路層(即第一增層線路層114a2’)，其中發熱元件130a所產生的熱透過複合材料層112a而傳遞至外界。也就是說，發熱元件130a的電是由電性連接層140來傳遞，而發熱元件130a的熱是由複合材料層112a。換言之，複合材料層112a只具有散熱的功能，而不具有傳導電性的功能。

最後，請參考圖1G，以壓合法(Lamination)形成一第三增層結構B31於第一增層結構B11’上，以及形成一第四增層結構B41於第二增層結構B21上。第三增層結構B31包括至少一介電層(示意地繪示一個介電層113a3)、至少一線路層(示意地繪示一個線路層114a4)以及多個導通孔114a5，其中線路層114a4透過導通孔114a5及電性連接層140電性連接至第一增層線路層114a2’。第四增層結構B41包括包括至少一介電層(示意地繪示 一個介電層113a4)、至少一線路層(示意地繪示一個線路層114a6)以及至少一導電通孔(示意地繪示一個導電通孔117a2)，其中介電層113a4位於第二增層線路層114a3以及線路層114a6之間，且線路層114a6透過導電通孔117a2與第二增層線路層114a3電性連接。至此，已完成具有內埋式元件的封裝結構100a。

在結構上，請再參考圖1G，本實施例的封裝結構100a包括線路板110a以及發熱元件130a。線路板110a包括多層線路層以及複合材料層112a，其中線路層包括內層線路層114a1、第一增層線路層114a2’以及第二增層線路層114a3。複合材料層112a的導熱率介於450W/mK至700W/mK之間。發熱元件130a配置於線路板110a上，且電性連接至線路層(即第一增層線路層114a2’)。發熱元件130a所產生的熱透過複合材料層112a而傳遞至外界。

更具體來說，本實施例的線路板110a包括核心基材C1、第一增層結構B11’以及第二增層結構B21。核心基材C1包括核心層111a、複合材料層112a以及內層線路層114a1。複合材料層112a以及內層線路層114a1分別位於核心層111a的相對兩側。複合材料層112a包括第一材料以及第二材料，其中第一材料的導熱率大於第二材料的導熱率。較佳地，第一材料為石墨烯，而第二材料為銅。第一增層結構B11’配置於核心基材C1的一側，且包括第一介電層113a1、第一增層線路層114a2’以及開口115a。第一介 電層113a1位於第一增層線路層114a2’與複合材料層112a之間。開口115a從第一增層線路層114a2’延伸至複合材料層112a，且暴露出部分複合材料層112a。發熱元件130a配置於開口115a內且位於開口115a所暴露出的複合材料層112a上。第二增層結構B21配置於核心基材C1的另一側，且包括第二介電層113a2、第二增層線路層114a3及導電通孔117a1。第二介電層113a2位於第二增層線路層114a3與內層線路層114a1之間，且第二增層線路層114a3透過導電通孔117a1與內層線路層114a1電性連接。

再者，本實施例的封裝結構100a還包括絕緣膠層120以及電性連接層140。絕緣膠層120配置於開口115a與發熱元件130a之間。發熱元件130a具有彼此相對的主動面131與背面133以及連接主動面131與背面133的周圍表面135，且包括位於主動面131的第一電極132a1及第二電極132a2。絕緣膠層120覆蓋發熱元件130a的背面133與周圍表面135，且發熱元件130a透過絕緣膠層120接觸複合材料層112a。電性連接層140連接第一增層線路層114a2’與發熱元件130a的第一電極132a1以及連接第一增層線路層114a2’與發熱元件130a的第二電極132a2。電性連接層140暴露出發熱元件130a的部分主動面131及第一增層結構B11’的部分第一介電層113a1。

此外，本實施例的封裝結構100a還包括第三增層結構B31以及第四增層結構B41。第三增層結構B31配置於第一增層 結構B11’上，且電性連接至第一增層線路層114a2’。第三增層結構B31包括介電層113a3、線路層114a4以及導通孔114a5，其中線路層114a4透過導通孔114a5及電性連接層140電性連接至第一增層線路層114a2’。第四增層結構B41配置於第二增層結構B21上，且電性連接至第二增層線路層114a3。第四增層結構B41包括包括介電層113a4、線路層114a6以及導電通孔117a2，其中介電層113a4位於第二增層線路層114a3以及線路層114a6之間，且線路層114a6透過導電通孔117a2與第二增層線路層114a3電性連接。

簡言之，在本實施例的封裝結構的設計中，線路板110a包括導熱率介於450W/mK至700W/mK之間的複合材料層112a，而發熱元件130a所產生的熱可透過複合材料層112a而傳遞至外界。也就是說，本實施例的封裝結構100a是透過導熱率大於銅(400W/mK)的複合材料層112a，來將發熱元件130a所產生的熱以水平方向傳導致外界。因此，相較於習知以電鍍銅方式來形成導熱墊(Thermal pad)/條(bar)/通孔(x-via)或內埋銅塊或採用金屬核心(Metal core)等方式將熱源由垂直方向(即Z方向)導出而言，本實施例的複合材料層112a的導熱率大於銅，因此其在水平方向將比在垂直方向可更快地將熱能導出。故，本實施例的封裝結構100a除了可更快速地將熱導出之外，還可具有較佳的散熱效率。此外，在本實施例的封裝結構100a中，發熱元件130a所 產生的熱是透過複合材料層112a傳遞至外界，而發熱元件130a的電性是透過電性連接層140來傳遞，因而形成一種熱電分離的結構。

在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

圖2A至圖2B是依照本發明的另一實施例的一種封裝結構的製作方法局部步驟的剖面示意圖。於圖1B的步驟之後，請先參考圖2A，透過雷射鑽孔及電鍍的方式形成一導電通孔117b，以貫穿第一增層結構B12的第一介電層113b1、核心基材C2的核心層111b以及第二增層結構B22的第二介電層113b2。此處，第二增層結構B22還包括多個導通孔114b7，其中第二增層線路層114b3透過導通孔114b7電性連接至內層線路層114b1。緊接著圖1C、圖1D、圖1E及圖1F的步驟，其中導電通孔117b電性連接第一增層線路層114b2及第二增層線路層114b3，且導電通孔117b不接觸複合材料層112b。

之後，請參考圖2B，以壓合法(Lamination)形成第三增層結構B32於第一增層結構B12上，以及，以壓合法(Lamination)形成一第四增層結構B42於第二增層結構B22上。第三增層結構B32包括至少一介電層(示意地繪示一個介電層 113b3)、至少一線路層(示意地繪示一個線路層114b4)以及多個導通孔114b5，其中線路層114b4透過導通孔114b5電性連接至第一增層線路層114b2。第四增層結構B42包括至少一介電層(示意地繪示一個介電層113b4)、至少一線路層(示意地繪示一個線路層114b6)以及多個導通孔114b9，其中介電層113b4位於第二增層線路層114b3以及線路層114b6之間。至此，已完成具有內埋式元件的封裝結構100b，且此封裝結構100b屬於熱電分離的結構。

圖3A至圖3E是依照本發明的另一實施例的一種封裝結構的製作方法剖面示意圖。請先參考圖3A，提供一核心基材C3，其中核心基材C3包括複合材料層112c、介電層113c1、113c2、113c3以及線路層114c1、114c2、114c3。介電層113c1位於線路層114c1與線路層114c2之間。此處，線路層114c1、114c2分別為圖案化的線路層，其中線路層114c1透過導電通孔117c與線路層114c2電性連接。介電層113c2位於線路層114c1與複合材料層112c之間，而介電層113c3位於線路層114c2與線路層114c3之間。

接著，請同時參考圖3A與圖3B，進行一雷射程序，以形成導電通孔119c1而電性連接線路層114c2與線路層114c3。緊接著，進行一圖案化程序，而形成圖案化的複合材料層112c’以及圖案化的線路層114c3’。此處，複合材料層112c’包括彼此分離的 一第一複合材料部112c1與一第二複合材料部112c2。複合材料層112c’暴露出部分介電層113c2，而線路層114c3’暴露出部分介電層113c3。

接著，請參考圖3C，以壓合法(Lamination)形成一第一增層結構B13於核心基材C3的一側。第一增層結構B13包括至少一第一介電層(示意地繪示一個第一介電層113c4)以及至少一第一增層線路層(示意地繪示一個第一增層線路層114c4)。第一介電層113c4位於第一增層線路層114c4與複合材料層112c’之間。緊接著，以壓合法(Lamination)形成一第二增層結構B23於核心基材C3的另一側。第二增層結構B23包括至少一第二介電層(示意地繪示一個第二介電層113c5)、第二增層線路層(示意地繪示一個第二增層線路層114c5)及至少一導電通孔(示意地繪示一個導電通孔119c2)。第二介電層113c5位於第二增層線路層114c5與線路層114c3’之間，且第二增層線路層114c5透過導電通孔119c2與線路層114c3’電性連接。

請再參考圖3C，形成一開口115c從第一增層線路層114c4延伸至複合材料層112c’，且暴露出複合材料層112c’的部分第一複合材料部112c1以及部分第二複合材料部112c2。

之後，請參考圖3D，將發熱元件130c配置於開口115c中。發熱元件130c以主動面131朝下的方式配置於開口115c中，且第一電極132c1與第一複合材料部112c1結構性且電性連接。 第二電極132c2與第二複合材料部112c2結構性且電性連接。

最後，請參考圖3E，進行一雷射鑽孔程序，而形成導通孔114c8，以電性連接線路層114c4以及複合材料層112c’的第一複合材料部112c1。接著，以壓合法(Lamination)形成一第三增層結構B33於第一增層結構B13上，以及，以壓合法(Lamination)形成一第四增層結構B43於第二增層結構B23上。第三增層結構B33包括至少一介電層(示意地繪示一個介電層113c6)以及至少一線路層(示意地繪示一個線路層114c6)，其中介電層113c6位於線路層114c6與線路層114c4之間，且覆蓋發熱元件130c。第四增層結構B43包括包括至少一介電層(示意地繪示一個介電層113c7)、至少一線路層(示意地繪示一個線路層114c7)及至少一導電通孔(示意地繪示一個導電通孔119c3)，其中介電層113c7位於線路層114c5以及線路層114c7之間，且線路層114c7透過導電通孔119c3與線路層114c5電性連接。至此，已完成具有內埋式元件的封裝結構100c。

簡言之，在本實施例的封裝結構100c中，發熱元件130c的第一電極132c1透過第一複合材料部112c1及導通孔114c8與線路層114c4電性連接。意即，第一複合材料部112c1除了具有散熱的功能之外，亦兼具有傳導電性的功能。發熱元件130c所產生的熱能可透過與第二電極132c2直接接觸的複合材料層112c’而傳遞至外界。換言之，本實施例的封裝結構100c可視為是一種熱電合 一的結構，除了可快速地將發熱元件130c所產生的熱傳遞至外界外，亦可具有較佳的電性傳導能力。

圖4A至圖4D是依照本發明的另一實施例的一種封裝結構的製作方法剖面示意圖。關於本實施例的封裝結構的製作方法，首先，請參考圖4A，提供一核心基材C4。核心基材C4包括一核心介電層111d以及位於核心介電層111d相對兩側的第一線路層114d1與第二線路層114d2。此處，第一線路層114d1與第二線路層114d2分別為圖案化線路層。

接著，請再參考圖4A，以壓合法(Lamination)形成一第一增層結構B14於核心基材C4的第一線路層114d1上。第一增層結構B14包括一第一介電層113d1與複合材料層112d，其中第一介電層113d1位於複合材料層112d與第一線路層114d1之間。緊接著，以壓合法(Lamination)形成一第二增層結構B24於核心基材C4的第二線路層114d2上。第二增層結構B24包括一第二介電層113d2與第三線路層114d3。第二介電層113d2位於第二線路層114d2與第三線路層114d3之間。也就是說，此處的多層線路層包括第一線路層114d1、第二線路層114d2以及第三線路層114d3。

接著，請參考圖4B，對複合材料層112d及第三線路層114d3進行一圖案化程序，而形成圖案化的複合材料層112d’以及圖案化的第三線路層114d3’。此處，複合材料層112d’包括彼此 分離的第一複合材料部112d1與第二複合材料部112d2。緊接著，形成一貫孔T以貫穿第一增層結構B14、核心基材C4以及第二增層結構B24。然後，以電鍍的方式，形成一導電連接層150於貫孔T的內壁且電性連接至複合材料層112d’、第一線路層114d1、第二線路層114d2以及第三線路層114d3’。至此，已完成線路板110d的製作。

之後，請參考圖4C，以印刷的方式形成一防焊層160於線路板110d上。防焊層160填滿貫孔T，且覆蓋導電連接層150、複合材料層112d’與第三線路層114d3’，並暴露出部分複合材料層112d’與部分第三線路層114d3’。具體來說，防焊層160暴露出複合材料層112d’的部分第一複合材料部112d1以及部分第二複合材料部112d2。

最後，請參考圖4D，配置發熱元件130d於防焊層160所暴露出的複合材料層112d’上。發熱元件130d以主動面131朝下的方式配置於線路板110d上，其中第一電極132d1與第一複合材料部112d1結構性且電性連接，而第二電極132d2與第二複合材料部112d2結構性連接。也就是說，第一電極132d1與第二電極132d2皆與複合材料層112d’直接接觸，但第一電極132d1與第二電極132d2彼此之間不相互導通。至此，已完成封裝結構100d的製作。

簡言之，在本實施例的封裝結構100d中，發熱元件130d 的第一電極132d1可透過第一複合材料部112d1與導電連接層150電性連接。意即，第一複合材料部112d1除了具有導熱的功能之外，亦兼具有導電的功能。發熱元件130d所產生的熱能可藉由與第二電極132d2直接接觸的第二複合材料部112d2傳遞至外界。換言之，本實施例的封裝結構100d可視為是一種熱電合一的結構，除了可快速地將發熱元件130d所產生的熱傳遞至外界外，亦可具有較佳的電性傳導能力。

綜上所述，在本發明的封裝結構的設計中，線路板包括導熱率介於450W/mK至700W/mK之間的複合材料層，而發熱元件所產生的熱可透過複合材料層而傳遞至外界。也就是說，本發明的封裝結構是透過導熱率大於銅(400W/mK)的複合材料層，來將發熱元件所產生的熱以水平方向傳導致外界，因此除了可更快速地將熱導出之外，還可具有較佳的散熱效率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100a:封裝結構

110a:線路板

111a:核心層

112a:複合材料層

113a1:第一介電層

113a2:第二介電層

113a3、113a4:介電層

114a1:內層線路層

114a2’:第一增層線路層

114a3:第二增層線路層

114a4、114a6:線路層

114a5:導通孔

115a:開口

117a1、117a2:導電通孔

120:絕緣膠層

130a:發熱元件

131:主動面

132a1:第一電極

132a2:第二電極

133:背面

135:周圍表面

140:電性連接層

B11’:第一增層結構

B21:第二增層結構

B31:第三增層結構

B41:第四增層結構

C1:核心基材

Claims (20)

1. 一種封裝結構，包括：一線路板，包括多層線路層以及一複合材料層，其中該複合材料層的導熱率介於450W/mK至700W/mK之間；以及一發熱元件，配置於該線路板上，且電性連接至該多層線路層，其中該發熱元件所產生的熱透過該複合材料層而傳遞至外界，其中該多層線路層包括一內層線路層、至少一第一增層線路層以及至少一第二增層線路層，該線路板包括：一核心基材，包括一核心層、該複合材料層以及該內層線路層，該複合材料層以及該內層線路層分別位於該核心層的相對兩側；一第一增層結構，配置於該核心基材的一側，且包括至少一第一介電層、該至少一第一增層線路層以及一開口，其中該第一介電層位於該至少一第一增層線路層與該複合材料層之間，而該開口從該至少一第一增層線路層延伸至該複合材料層，且暴露出部分該複合材料層，而該發熱元件配置於該開口內；以及一第二增層結構，配置於該核心基材的另一側，且包括至少一第二介電層及該至少一第二增層線路層，其中該第二介電層位於該至少一第二增層線路層與該內層線路層之間。
2. 如請求項1所述的封裝結構，其中該複合材料層包括一第一材料以及一第二材料，且該第一材料的導熱率大於該第二 材料的導熱率。
3. 如請求項2所述的封裝結構，其中該第一材料為石墨烯，而該第二材料為銅。
4. 如請求項1所述的封裝結構，更包括：一絕緣膠層，配置於該開口與該發熱元件之間，其中該發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面以及連接該主動面與該背面的一周圍表面，且包括位於該主動面的一第一電極及一第二電極，該絕緣膠層覆蓋該發熱元件的該背面與該周圍表面，且該發熱元件透過該絕緣膠層接觸該複合材料層；以及一電性連接層，連接該至少一第一增層線路層與該發熱元件的該第一電極以及連接該至少一第一增層線路層與該發熱元件的該第二電極，其中該電性連接層暴露出該發熱元件的部分該主動面及該第一增層結構的部分該第一介電層。
5. 如請求項4所述的封裝結構，更包括：一導電通孔，貫穿該第一增層結構的該至少一第一介電層、該核心基材的該核心層以及該第二增層結構的該至少一第二介電層，且電性連接該至少一第一增層線路層及該至少一第二增層線路層。
6. 如請求項1所述的封裝結構，其中該發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面且包括位於該主動面的一第一電極與一第二電極，該複合材料層包括彼此分離的一第一複合材料部與 一第二複合材料部，且該第一電極與該第一複合材料部結構性且電性連接，而該第二電極與該第二複合材料部結構性且電性連接。
7. 如請求項1所述的封裝結構，更包括：一第三增層結構，配置於該第一增層結構上，且電性連接至該至少一第一增層線路層；以及一第四增層結構，配置於該第二增層結構上，且電性連接至該至少一第二增層線路層。
8. 一種封裝結構，包括：一線路板，包括多層線路層以及一複合材料層，其中該複合材料層的導熱率介於450W/mK至700W/mK之間；以及一發熱元件，配置於該線路板上，且電性連接至該多層線路層，其中該發熱元件所產生的熱透過該複合材料層而傳遞至外界，其中該多層線路層包括一第一線路層、一第二線路層以及一第三線路層，該線路板具有一貫孔且更包括：一核心基材，包括一核心介電層以及位於該核心介電層相對兩側的該第一線路層與該第二線路層；一第一增層結構，配置於該核心基材的該第一線路層上，該第一增層結構包括一第一介電層與該複合材料層，其中該第一介電層位於該複合材料層與該第一線路層之間；一第二增層結構，配置於該核心基材的該第二線路層上，該第二增層結構包括一第二介電層與該第三線路層，其中該 第二介電層位於該第二線路層與該第三線路層之間，該貫孔貫穿該第一增層結構、該核心基材以及該第二增層結構；以及一導電連接層，配置於該貫孔的內壁且電性連接至該複合材料層、該第一線路層、該第二線路層以及該第三線路層。
9. 如請求項8所述的封裝結構，更包括：一防焊層，配置於該線路板上，且位於該發熱元件與該複合材料層之間，其中該防焊層填滿該貫孔，且覆蓋該導電連接層、該複合材料層與該第三線路層，並暴露出部分該複合材料層與部分該第三線路層。
10. 如請求項9所述的封裝結構，其中該發熱元件配置於該防焊層所暴露出的該複合材料層上，該發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面且包括位於該主動面的一第一電極與一第二電極，該複合材料層包括彼此分離的一第一複合材料部與一第二複合材料部，且該第一電極與該第一複合材料部結構性且電性連接，而該第二電極與該第二複合材料部結構性連接。
11. 一種封裝結構的製作方法，包括：提供一線路板，該線路板包括多層線路層以及一複合材料層，其中該複合材料層的導熱率介於450W/mK至700W/mK之間；以及配置於一發熱元件於該線路板上，該發熱元件電性連接至該多層線路層，其中該發熱元件所產生的熱透過該複合材料層而傳 遞至外界，其中該多層線路層包括一內層線路層、至少一第一增層線路層以及至少一第二增層線路層，提供該線路板的步驟，包括：提供一核心基材，該核心基材包括一核心層、該複合材料層以及該內層線路層，該複合材料層以及該內層線路層分別位於該核心層的相對兩側；形成一第一增層結構於該核心基材的一側，該第一增層結構包括至少一第一介電層以及該至少一第一增層線路層，其中該第一介電層位於該至少一第一增層線路層與該複合材料層之間；形成一開口從該至少一第一增層線路層延伸至該複合材料層，且暴露出部分該複合材料層；以及形成一第二增層結構於該核心基材的另一側，該第二增層結構包括至少一第二介電層及該至少一第二增層線路層，其中該第二介電層位於該至少一第二增層線路層與該內層線路層之間。
12. 如請求項11所述的封裝結構的製作方法，其中該複合材料層包括一第一材料以及一第二材料，且該第一材料的導熱率大於該第二材料的導熱率。
13. 如請求項12所述的封裝結構的製作方法，其中該第一材料為石墨烯，而該第二材料為銅。
14. 如請求項11所述的封裝結構的製作方法，更包括：於形成該開口之後，且於配置該發熱元件於該線路板上之前，提供一絕緣膠層於該開口內；配置該發熱元件於該開口內，其中該發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面以及連接該主動面與該背面的一周圍表面，且包括位於該主動面的一第一電極及一第二電極，該絕緣膠層覆蓋該發熱元件的該背面與該周圍表面，且該發熱元件透過該絕緣膠層接觸該複合材料層；以及形成一電性連接層以連接該至少一第一增層線路層與該發熱元件的該第一電極以及連接該至少一第一增層線路層與該發熱元件的該第二電極，其中該電性連接層暴露出該發熱元件的部分該主動面及該第一增層結構的部分該第一介電層。
15. 如請求項14所述的封裝結構的製作方法，更包括：形成一導電通孔以貫穿該第一增層結構的該至少一第一介電層、該核心基材的該核心層以及該第二增層結構的該至少一第二介電層，其中該導電通孔電性連接該至少一第一增層線路層及該至少一第二增層線路層。
16. 如請求項11所述的封裝結構的製作方法，其中配置該發熱元件於該線路板上的步驟，包括：將該發熱元件配置於該開口中，其中該發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面且包括位於該主動面的一第一電極與一第 二電極，該複合材料層包括彼此分離的一第一複合材料部與一第二複合材料部，且該第一電極與該第一複合材料部結構性且電性連接，而該第二電極與該第二複合材料部結構性且電性連接。
17. 如請求項11所述的封裝結構的製作方法，還包括：於形成該第一增層結構之後，形成一第三增層結構於該第一增層結構上，其中該第三增層結構電性連接至該至少一第一增層線路層；以及於形成該第二增層結構之後，形成一第四增層結構於該第二增層結構上，其中該第二增層結構電性連接至該至少一第二增層線路層。
18. 一種封裝結構的製作方法，包括：提供一線路板，該線路板包括多層線路層以及一複合材料層，其中該複合材料層的導熱率介於450W/mK至700W/mK之間；以及配置於一發熱元件於該線路板上，該發熱元件電性連接至該多層線路層，其中該發熱元件所產生的熱透過該複合材料層而傳遞至外界，其中該多層線路層包括一第一線路層、一第二線路層以及一第三線路層，提供該線路板的步驟，包括：提供一核心基材，該核心基材包括一核心介電層以及位於該核心介電層相對兩側的該第一線路層與該第二線路層； 形成一第一增層結構於該核心基材的該第一線路層上，該第一增層結構包括一第一介電層與該複合材料層，其中該第一介電層位於該複合材料層與該第一線路層之間；形成一第二增層結構於該核心基材的該第二線路層上，該第二增層結構包括一第二介電層與該第三線路層，其中該第二介電層位於該第二線路層與該第三線路層之間；形成一貫孔以貫穿該第一增層結構、該核心基材以及該第二增層結構；以及形成一導電連接層於該貫孔的內壁且電性連接至該複合材料層、該第一線路層、該第二線路層以及該第三線路層。
19. 如請求項18所述的封裝結構的製作方法，更包括：於配置該發熱元件於該線路板上之前，形成一防焊層於該線路板上，其中該防焊層填滿該貫孔，且覆蓋該導電連接層、該複合材料層與該第三線路層，並暴露出部分該複合材料層與部分該第三線路層。
20. 如請求項19所述的封裝結構的製作方法，其中配置該發熱元件於該線路板上的步驟，包括：配置該發熱元件於該防焊層所暴露出的該複合材料層上，該發熱元件具有彼此相對的一主動面與一背面且包括位於該主動面的一第一電極與一第二電極，該複合材料層包括彼此分離的一第一複合材料部與一第二複合材料部，且該第一電極與該第一複合 材料部結構性且電性連接，而該第二電極與該第二複合材料部結構性連接。

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